64 m 新型平臺供應船的優化設計

方維林

(蕪湖造船廠有限公司，安徽 蕪湖241001)

0 引言

近年來，傳統的海工輔助船由于受服務功能的局限，作業性能相對較弱，因而必須加快自主創新和研發，促進海工輔助船舶產品升級。

64 m新型平臺供應船(PSV)作為一種海洋石油鉆井平臺支持工作船，是在早期東南亞建造的同尺度同型船舶基礎上進行優化設計的，增加了浮油回收等功能，同時可載運甲醇等三類化學品。本文在分析64 m新型平臺供應船的技術特點基礎上，從主要艙室及設備布置、推進系統配置、DP2動力定位系統、軸系安裝工藝、用戶思維設計等方面介紹了具體的設計優化方案。

1 技術特點及主要參數

1．1 技術特點

64 m新型平臺供應船入級美國船級社(ABS)，掛新加坡國旗，設計滿足 SPS code 2008和 MLC 2006及無人機艙的要求，是一款適合無限航區、高度自動化、節能環保型多功能高端海工船。

本船船體為鋼質全焊接結構，采用橫骨架式結構，設有球鼻艏、方形艉、嵌入板式鋼護舷和橡膠護舷，主甲板兩舷設有擋貨欄桿。

優化后的主要功能及配置如下:

(1)為鉆井平臺和岸線間運送所需的淡水、燃油、散裝水泥、泥漿、鉆井水、鹽水、甲醇及類似化學品等各類物資;同時具備I級對外消防、救助、浮油回收、動力定位等功能。

(2)主推進系統配備2臺主機和2臺全回轉舵槳裝置，配置2臺艏側推、2臺軸帶發電機、3臺主發電機組和1臺應急發電機組。

1．2 主要技術參數及性能指標

總長 64．0 m

垂線長 57．6 m

型寬 16．0 m

型深 6．5 m

設計吃水 4．9 m

結構吃水 5．4 m

載重量(結構吃水時) ～2 000 t

定員 60人

主機功率 2×1 920 kW

主機轉速 750 r/min

航速 13 kn

2 主要優化設計方案

2．1 總體布置優化

為增加浮油回收功能和裝載甲醇及類似化學品，在保持船舶主要尺度不變的前提下，需要對總體布置進行重新優化設計使其更加合理。優化后的總布置圖更加緊湊、合理，舵槳艙與水泥罐艙直接隔出甲醇艙，原泥漿鹽水艙兼作浮油回收艙。具體布置如圖1所示。

2．1．1 主甲板以下布置

本船主甲板以下由5道水密橫艙壁組成，將主船體分隔成艏尖艙、艏側推艙、機艙、散裝水泥艙及浮油回收艙、甲醇艙和舵槳艙等6個艙段。全船共設有5道液壓水密門，其中2道位于舵槳艙前壁，1道位于散裝水泥艙及浮油回收艙前壁，2道位于機艙后部右舷和前壁。

艏尖艙Fr91向艏自船底部延伸至艏樓甲板終止，艏側推艙位于Fr83至Fr91之間。

散裝水泥艙及浮油回收艙、甲醇艙為載貨區，位于Fr4至Fr50之間，舵槳艙位于Fr4向后的艉部。

機艙設于載貨區的前方，位于Fr50至Fr83之間，設有各種必需的油艙柜。機艙底部的雙層底下設置液艙或空艙。機艙和集控室均設有通向主甲板的梯道和應急逃口。

2．1．2 主甲板以上艙室布置

主甲板以上Fr91向艏的上層建筑內部設有廚房、艙廳、醫務室、CO2室、空調機室、冷庫、油漆間、儲藏室等。

艏樓和上艏樓甲板設有應急發電機室、船員及特殊作業人員住艙、會議室等。

駕駛甲板位于上艏樓甲板以上，其布置視野開闊。駕駛室內有前后駕控區、海圖區、無線電區和休息區等。

羅經甲板設雷達信號燈、雷達天線、衛星通信天線和若干信號燈等，對外消防炮設置在羅經甲板靠近煙囪頂部的兩側。

圖1 64 m新型平臺供應船總布置圖

2．2 推進系統設計優化

由于同類型船推進系統配置3臺側推器(艏部2臺，艉部1臺)、2臺主機、2套螺旋槳、2套舵機，因而使得系統配置復雜、經濟性差且操縱性不良。

針對上述問題，本船經過對多種備選方案的分析比較，最終選用全回轉舵槳裝置，同時配有2臺主機和2臺艏側推的推進方案。全回轉舵槳裝置不僅具備螺旋槳和舵的功能，而且系統配置簡單，具有更為靈活的操縱性，同時與艏側推組合可以更能有效地實現各種海況下DP2動力定位功能。

2．3 DP2動力定位系統設計優化

由于該型船只作業海域的天氣經常極端變化，需要船舶自身在抵抗風浪和浪涌等惡劣海況下具有足夠的動力定位能力，以滿足對外消防和為鉆井平臺輸送原料或物資等功能服務要求，因此動力定位能力是考量此類船舶實現作業能力的重要指標之一。在項目總體設計階段，結合主推進、艏側推等綜合技術性能，優化DP系統設計，借助DP能力理論蝴蝶圖分析，使得本船各種工況下具有較強的動力定位能力。

2．4 軸系安裝新工藝設計優化

軸系加工與安裝質量是提高軸系傳遞效率的一項關鍵技術。本船機艙位于船中靠艏，主機功率從飛輪端輸出后，經高彈聯軸節、中間軸、萬向聯軸節到離合器舵槳裝置，屬于典型的“Z”型長軸系。本船主要應用舵槳裝置基座全站儀三維定位技術、斜軸系拉線法、下裝式舵槳吊裝法以及預鏜孔等新工藝設計技術，有效控制軸系安裝精度，使軸系傳遞效率在理論計算的基礎上得到較大提高。

2．5 用戶思維的設計方法

在把握總體性能基礎上，打破傳統單一設計思維模式，從營運市場現狀與趨勢、用戶需求、操作可靠性與便利性等角度出發開展設計工作是本型船的創新點。取得的主要技術成果有甲板加注/排放站由傳統的單舷1只變為單舷2只，適應在各種港口及基地加注和對外提供物資;堅持自主生產設計，利用三維軟件TRIBON作為數字化設計工具，注重與船東溝通，了解船東的真實意圖和想法，努力把船東意見消化在設計階段，在全船綜合布置特別是在設備、管電綜合布置優化方面，大大提高了有效空間和操作便利。該項技術的成功應用受到船東、船檢的高度評價。

3 結語

平臺供應船的設計優化是一個系統工程，貫穿產品開發、設計和建造的各個階段，總體設計時就應充分重視。本船優化設計主要體現以下方面:

(1)通過對艙室及設備布置進行優化，使其布置更加合理。

(2)推進系統和DP2動力定位系統通過設計優化，船舶系統配置簡單，靈活性強，動力定位能力得到提高。

(3)軸系安裝采用新工藝后，提高了軸系安裝精度。

(4)從用戶角度出發利用TRIBON軟件滿足用戶要求。

盡管優化過程中遇到各種困難，產品完工交付后得到了船東和船檢的認同，為后續同類型產品的優化設計打下堅實的基礎。

［1］ 中國船舶工業總公司．船舶設計實用手冊［M］．北京:國防工業出版社，2015．